高中物理受力分析能力的提升策略

姚彬

受力分析是貫穿整個高中階段物理學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平起關(guān)鍵作用。因為正確地對物體進(jìn)行受力分析，是解決力學(xué)問題的重要前提和關(guān)鍵所在，在學(xué)習(xí)每一章節(jié)知識都需要先對物體進(jìn)行受力分析，養(yǎng)成習(xí)慣，掌握解決力學(xué)問題的方法和思想，提高發(fā)散思維能力。受力分析也是高中物理學(xué)習(xí)的難點，教師要基于受力分析的學(xué)習(xí)障礙成因，幫助學(xué)生提高受力分析的能力，為他們后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、重視力學(xué)的學(xué)習(xí)起點

教師要充分認(rèn)識到受力分析在高中物理中的重要性，重視力學(xué)的學(xué)習(xí)起點。學(xué)生應(yīng)具備怎樣的知識基礎(chǔ)、掌握怎樣的作圖技能？從學(xué)生的實際出發(fā)開展教學(xué)，循序漸進(jìn)，才能貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，才能最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。要更好地幫助學(xué)生掌握受力分析的基本步驟，還需要放慢教學(xué)進(jìn)度，讓學(xué)生能跟上教學(xué)節(jié)奏。

不少學(xué)生由于基礎(chǔ)知識不扎實，作圖能力不強(qiáng)，在受力分析時遇到復(fù)雜情境出錯概率較高。以摩擦力的分析為例，可以由圖1到圖4循序漸進(jìn)，逐步增加情境的復(fù)雜性、迷惑性，暴露學(xué)生基礎(chǔ)知識的薄弱環(huán)節(jié)。學(xué)生在畫圖1到圖3時，基本能夠作出正確的判斷，但是不少學(xué)生將圖4的摩擦力畫成水平向左。學(xué)生認(rèn)為物體受到了向右的水平力，摩擦力不能向右，只能向左。學(xué)生的這個想法暴露出學(xué)生對判斷摩擦力方向這一知識點的掌握不牢固，沒有理解滑動摩擦力的方向與相對滑動方向相反。圖1到圖4，情境逐漸由簡單到復(fù)雜，尊重到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠讓學(xué)生順利構(gòu)建正確知識，看清問題的本質(zhì)。

二、開展有針對性的專題訓(xùn)練

專題訓(xùn)練可以很好地提高教學(xué)的針對性，有利于促進(jìn)學(xué)生理論聯(lián)系實際，有利于讓知識在學(xué)生頭腦中形成牢固記憶，形成系統(tǒng)，有效促進(jìn)學(xué)生深入理解知識，從而提高教學(xué)效果。在教完幾種常見的力、力的合成與分解之后，應(yīng)該科學(xué)地制訂受力分析的專題教學(xué)。受力分析的情景從簡單到復(fù)雜、物體個數(shù)逐漸增加、難度逐漸增加、對學(xué)生知識和能力要求逐漸提升，讓學(xué)生從基礎(chǔ)開始，逐漸掌握受力分析的知識、技能和方法。

例如在學(xué)習(xí)了彈力、摩擦力之后安排兩節(jié)課進(jìn)行受力分析的教學(xué)，可以讓學(xué)生對圖5到圖8中的A、B、C、D物體進(jìn)行受力分析，讓學(xué)生在掌握了簡單情境中是否有彈力和摩擦力及其方向的判斷后，能夠?qū)W會在復(fù)雜情境中使用隔離法、整體法進(jìn)行受力分析。

三、在變式中提升思維水平

由于綜合性較強(qiáng)、涉及面較廣，學(xué)生在進(jìn)行受力分析時往往容易出錯，所以有必要在教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行變式訓(xùn)練以提升思辨能力，讓學(xué)生逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)、深刻、靈活的思維品質(zhì)，避免在受力分析時“丟三落四”。變式訓(xùn)練將一些相似的情境放在一起，讓學(xué)生進(jìn)行甄別，讓他們弄清楚“形同質(zhì)異”“形異質(zhì)同”的物理本質(zhì)，從而升華對知識的理解，較好地提高物理受力分析能力。

例如對于可看成質(zhì)點的物塊在傳送帶上的運(yùn)動，可出示圖9到圖12的情境，讓學(xué)生畫出小物塊的受力分析圖。圖9中物塊相對于傳送帶向后滑動，受到傳送帶施加的向右的滑動摩擦力，該摩擦力是動力，讓物塊加速。在該情境中物塊的運(yùn)動方向與相對滑動方向相反。在圖10中，雖然情境和圖9相似，但是二者間沒有相對滑動也沒有相對滑動的趨勢，沒有摩擦力。圖9和圖11都是物塊剛放上去，但圖11中的傳送帶傾斜，情境看似不同，但是物塊和傳送帶有相對滑動趨勢，且相對滑動方向與物塊運(yùn)動方向相反，產(chǎn)生方向向上提供加速的滑動摩擦力。圖10和圖12一樣物塊都是隨傳送帶做勻速直線運(yùn)動，但圖12中的傳送帶傾斜，由于受到重力的作用，物塊有向下滑動的趨勢，故而受到斜向上的靜摩擦力。通過對4個情境的比較、分析，學(xué)生會對受力分析有更深刻的認(rèn)識。教學(xué)中教師還可以針對圖10和圖12的情境提出問題：分析圖10和圖12中物塊可能的運(yùn)動過程。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：如果傳送帶很短，物塊一直勻加速到末端;如果傳送帶長度適中，可能物塊到達(dá)末端時恰好共速;如果傳送帶很長，物塊先加速，到達(dá)中間某位置和傳送帶共速，然后勻速到達(dá)末端。這樣的問題分析過程有效培養(yǎng)了學(xué)生分類討論的思想，訓(xùn)練了學(xué)生思維的嚴(yán)密性。

四、總結(jié)提升形成方法

由于受力分析是學(xué)好高中物理力學(xué)的關(guān)鍵一環(huán)，教師在進(jìn)行一定量的習(xí)題教學(xué)后，要進(jìn)一步總結(jié)提升形成受力分析的方法，給學(xué)生提供可以靈活運(yùn)用的模型。學(xué)會總結(jié)規(guī)律，掌握分析問題的方法，在處理相似問題時學(xué)會遷移，找到策略，才算是真正掌握了物理建模的本質(zhì)。所以教師要引導(dǎo)學(xué)生在受力分析的實踐中總結(jié)出受力分析的一般步驟（明確研究對象，先分析重力，然后分析彈力，最后分析摩擦力），養(yǎng)成嚴(yán)格按照步驟分析的良好習(xí)慣，避免漏掉任何一個力或憑空增添其他力。掌握方法才能將知識和經(jīng)驗進(jìn)行遷移，要讓學(xué)生體會到受力分析是解決力學(xué)問題的重要方法。

責(zé)任編輯 羅 峰